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物理化学 第二版答案


第一章 练习题 一.思考题 1. 宏观流动性。压缩性微观分子间作用力,分子自由运动性(热运动) 2. 不存在;高温低压 3. 严格意义上是;高温低压下近似适用 4. 真实气体分子间引力作用,真实气体具有体积 不可能液化 5. T>Tc T=TC P>PC T<TC P>PS 6. 处于同一对比状态的不同真实气体,Z 数值不同 二.选择题 1. ρ=PM/RT ④ 2. T 真=P

MM/ZR Pr=P/PC<1 Tr=T/TC 由压缩因子图知 Z<1 ∴T 真>PVM/R PVM/R=T 理 T 真>T 理 3. ② 4.Z=V 真/V 理<1 5. ③ 临界温度下可液化 6. ③ 钢瓶颜色,字体颜色 三.计算题 1. 解:ρ=PM/RT ρ1/ρ2=(P1/T1)/(P2/T2) ρ2=ρ1*(P2/T2)/(P1/T1)=ρ1*( P2* T1)/( P1* T2) 3 3 3 ρ1=1.96 ㎏/m P2=86.66*10 Pa P1=101.325*10 Pa T1=273.15K T2298.15K 3 ρ2=1.96*(86.66/101.325)*( 273.15/298.15)=1.54 ㎏/m 2.解: PV=nRT V同 n同 P1/T1=P2/T2 T1=500K T2=300K P1=101.325KPa P2= P1* T2/ T1=101.325*500/300=60.795 kPa 3.解: YNH3=VNH3/V 总=(0.1-0.086)/0.1=0.14 n 总=P 总 V 总/R 总 T 总 P=100 KPa T=273.15+27=300.15K -3 3 V=0.1*10 m R=8.314J/(mol*k) 3 -4 n 总=(100*10 *10 )/(8.314*300.15) n 总=0.004mol -4 n NH3= n 总* YNH3=0.004*0.14=5.6*10 P NH3=P 总* YNH3=100*0.14=14 KPa 4.解:n=m/M nco2=0.1mol nN2=0.5MOL no2=0.6mol y co2=0.1/0.2 y N2=0.5/1.2 y o2=0.5 5 4 P co2=P 总* y co2=2.026*1/12*10 =1.69*10 Pa 5 4 P N2= P 总* y N2=2.026*5/12*10 =8.44*10 Pa 5 5 P o2= P 总* y o2=2.026*0.5*10 =1.103*10

5.解: (P+an /v ) (v-nb)=nRT -1 -5 b=5.62*10 a=6.57*10 -3 3 T=350K V=5.00*10 m 3 n=m/M=0.142*10 /71=2mol 2 2 P=nRT/(v-nb)-an /v 5 5 6 P=11.907*10 -1.501*10 =1.086*10 6.解:TC=190.7K PC=4.596MPa Tr=T/TC=291.2/190.7=1.527 Pr=P/PC=15/4.596=3.264 由压缩因子图得:Z=0.83 6 -3 ρ=PM/ZRT=15*10 *16*10 /8.314*291.2*0.83 3 =119 ㎏/m 第二章 练习题 一、 思考题 1、 (1)加热烧杯中水 水位系统则环境为大气、烧杯。 系统为人为选定 环境与之有能量物质交换。 (2) n T v p 综合体现就是气体的状态; 他们就是气体的状态函数。 (3)都是能量递过程中能量存在的形式; 摩擦、热源。 (4)热:途径函数;温度状态函数; 温度变化与吸放热无必要关系。 (5)H=U+PV ⊙ ⊙ (6) △rHm =△rUm +∑VBRT(g) ⊙ △rHm :恒压热效应数值。 ⊙ △rUm :恒容热效应数值。 (7)二种标准摩尔焓 定义不同优势数值不同。 ⊙ H2(g)+O2(g)→H2O(l)+△rHm

2

2

(9)标准状态 Standard state 标准状况 Standard condition 数据相差不大{273.15k 101.325kpa 工程上有时 293k 2、T、σ 强度 P、v、m、n 广延 3、数值、对 WR=△U-QR W2R=△U-Q2R WR< W2R(膨胀做功) -QR<-Q2R QR>Q2R 4、 (1)错 稳定单位 (2)对 H2+1/2O2→H2O(L) (3)错 仅仅数值相同 (4)错 二、选择题 1、 (4) 广延:加和 强度:不加和

2、 (3)除循环可逆过程始末状态均不相同 3、 (1)温度与热无必然联系 4、 (3)焓只是与恒热数值相等,意义不同 理想气体焓只是温度函数 放热反应△H<0 5、 (3)对温度无要求 6、 (2)△U=Nv。M(T2-T1)=W Q=0 二、 计算题 1、 W=-nR△T=-1*8.314*1=8.314 5 -3 2、 W=-P 环△V=-30.4*10 *(-1.2*10 )=3.648KJ 3、 (1)W=-nRTlnV2/V1=-1*8.314*373.15*ln(100/25)=-4301J 4、 (2) W=0 -3 -3 (3) w=-P 环(V2-V1)=-nRT/V2(V2-V1)=-1*8.314*373.15/(100*10 )*(100-25)*10 =-2327J (4) W =W1+W2 -3 -3 W1=-P 环(V2-V1)=-nRT/ V2(V2-V1)=-1*8.314*373.15/(50*10 )*(50-25)* 10 =-1551.18J W2= P 环(V3-V2) -3 -3 =-nRT/V3(V3-V2)=-1*8.314*373.15/(100*10 )*(100-50)* 10 =-1551.18J W= W1+W2 =-3102.3691J 4、解: ∵P3 =10P1 V3 =(1/10)V1 T3=T1 ∴△U=0 △H=0 W1=0 -3 3 W2=-P 系(V3-V2)=-10* P1*(V3-V2)=-10*202.65*(1-10)* 10 *10 =18.2385KJ W= W1+W2 =0+18.2385 =18.2385KJ Q=△U-W=-W=-18.2385KJ 5、 解: ∵P2 = P1 V2 = 2V1 ∴T2 =2 T1 =596.3KJ -3 -3 Cv m = Cp m –R=22.34-8.314+48.12* 10 J=14.026+48.12* 10 J T2 596.3 -3 △ U =n ∫ T1 Cv m dT =2* ∫ 298.15 *(14.026+48.12* 10 T) dT -3 2 2 =2*[(48.12/2)*10 *(596.3 -298.15 )+14.026*298.15]=12832.65+8363.70=21196.35J=21. 20KJ T2 596.3 -3 △ H=n∫T1 Cv mdT=2*∫298.15 *(22.34+48.12*10 T) dT -3 2 2 =2*[1/2*48.12*10 *(596.3 -298.15 )+22.34*298.15] =12832.65+13321.34=26153.99J=26.15KJ 6、 解: (1) W=-nRTln(p1/p2) n=m/M=1000/28 5 5 W=(-1000/28)*8.314*(273.15-101)ln(1.196*10 /19.25*10 ) W=142.03KJ (2) 绝热可逆 r 1-r r 1-r T1 P1 = T2 P2

T1 =273.15+(-101)=172.15K 5 P1 =1.196* 10 Pa 5 P2 =19.25* 10 Pa 1-r/r 5 5 (1-1.3)/1.3 T2 = T1 (P1 / P2 ) =172.15*[(1.196* 10 )/(19.25* 10 )] =326.90K R= Cp m /Cv m =( Cv m +R)/ Cv m => Cv m +R=1.3 Cv m Cv m =(1/0.3)R W=△U=n Cv m (T2 -T1 )=(1000/28)*(8.314/0.3)*(326.90-172.15) 153.17KJ 3 7、△rUm =△rHm-∑vB(g) *RT=49.03*10 -(-1)8.314*298.15=51509 J=51.51KJ/mol a ⊙ ⊙ 8、△ β=△fHm (g)-△fHm (l) =82.93-49.03=33.90KJ/mol 9、 解:C6H5C2H3 + 10 O6(g)=8CO2(g)+ H2O(L) ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 上述反应△rHm =△cHm (C6H5C2H3)= 8*△fHm (CO2 g)+4*△fHm (H2OL)- △fHm (C6H5C2H3) 所以△ ⊙ 3 fHm (苯乙烯)=8*(-393.51)+4*(-285.83)-(-4.3328*10 )=41.40kj/mol C6H5C2H5→C6H5C2H3(l)+H2(g) ⊙ ⊙ ⊙ 上述反应△rHm =△fHm (苯乙烯)- △fHm (乙苯) =41.40-(-18.60)=60kj/mol ⊙ 0 ⊙ 0 1000.15 10、△rHm (727 C)=△rHm (25 C)+∫ 218.15△rCp mdT △rCp m=∑VBCP,m(B) =(-1)*66.5+1*35.309+1*37.11 =5.919J/(mol*K) ⊙ 0 3 △ rHm (727 C)=-36.12+5.919*(1000.15-298.15) *10 =-31.96KJ/mol 11、解:C2H6→C2H4+ H2 △rHm =△H2 - △H1-△H3=-1545-(-136.8)-(-241.8) =-1166.4KJ/mol 第三章 练习题 一、思考题 1、 “引起其它变化” 环境放热 2、恒温可逆膨胀 不适用于熵增原理 3、不对 熵增原理 △S>



2

δQ
T

IR

QIR=0

1

4、对 △rCp,m=0 5、状态函数 △U Q+W △G △A 6、 (1)错 化学反应动力:①能量降低②混乱度变大 (2)错 隔离系统才可用△S 判据 (3)错 状态函数 △SIR=△SR 二、选择题 1、②

混乱度 气>液>固 2、③ 消化→粉碎 3、④ 4、③ △G=△A+△(PV) △(PV)=nR△T 恒温 △T=0 5、③ 三、计算题 1. 、解: (1)△S 系=nR ㏑(P1/P2)=10×8.314×㏑ (1013.25/101.325)=191.44J/K △S 环=﹣Q/T=WR/T=﹣nR ㏑(P1/P2)=﹣191.44J/K △S 隔=△S 系+△S 环=0 (2)△S 系=△S(1)=191.44J/K △S 环=﹣Q/T=0 △S 隔=△S 系+△S 环=191.44 J/K (3)△S 系=△S(1)=191.44J/K △S 环=﹣Q/T=W/T=﹣P 外(V2-V1)/T=﹣P 外(nRT/P2-nRT/P1) ·1/T =﹣(nRT/1-nRT/10)·1/298.15=﹣10×8.314×9/10=﹣74.826J/K △S 隔=△S 系+△S 环=191.44+(﹣74.826)=116.614J/K 2、解:△S1=△H/T=40.46×10?/373.15=108.4282J/K △S2=nCp.m ㏑(T2/T1) +nR ㏑(P1/P2) =1×34.9×㏑(473.15/373.15 ) +1×8.314×㏑(101.325/50.66 )=14.05J/K △S=△S1+△S2=122.48J/k 3、解:△S=△SO2+△SN2=﹣(nO2RlnyO2+nN2RlnyN2) =﹣[0.2×8.314×ln(0.2/1) +0.8×8.314×ln(0.8/1)]=2.6762+1.4842 =4.1604J/K 4、解:△S1=n△Hm/T=40.67×10?×1/373.15=108.99J/K
3 4 △S2=nRln(P1/P2)=1×8.314×ln(101.325×10 /4×10 )=7.73J/K

△S=△S1+△S2=116.72J/K △U1=△H1-△(PV)=△H-nRT △U1=40.67×10 3 ×1-1×8.314×373.15 △U1=37.57KJ △U2=0 △U=△U1+△U2=37.57kJ W1=﹣nRT=﹣1×8.314×373.15=﹣3102.37 J W2=﹣nRT ㏑(P1/P2)= ﹣1×8.314×373.15×ln(101.325×10 W=W1+W2=﹣5985.88J Q=△U-W=37.57-﹙﹣5.99﹚=43.56KJ △ H=△ α H?n+△H2=40.67×1+0=40.67 kJ
β
3

/4×10 4 )=﹣2883.51J

5、解:P2=P1·1/10=P 环=10.1325kPa W=﹣P 环(V2-V1) =﹣P 环(nRT/P2-nRT/P1) =﹣nRT(1-1/10) =﹣2×8.314×273.15×0.9=﹣4087.7 J 恒温 △U=0 Q=﹣W=4087.7J △H=0 △G=﹣nRTln(V2/V1)= ﹣2×8.314×273.15×ln10=﹣10458.20J =﹣10.46kJ 6、解:△G=﹣nRTln(

P /P
c

?

? s

)=﹣1×8.314×[273.15+﹙﹣5]] ×ln﹙422/402﹚

=﹣108.24J<0 △ 解:⑴△r

自发 νB△fHm
B

H =∑
m

Θ

=(-2) ×△f =52.28kJ/mol △ r

H

Θ

m

﹙石﹚+(-2)×△f

H

Θ

m

(H2)+1×△f

H

Θ

m

(C2H4,g)

S =∑
m B

Θ

νB

S
Θ

Θ

m
Θ Θ

=(-2) ×

S
Θ

m

(石)+(-2)×

S

m

(H2)+1×

S

m

(C2H4,g)

=(-2) ×5.74+(-2) ×130.6+1×219.4=-11.48+(-261.2)+219.4 =-53.28J/(mol·K) △ r

G

Θ

m

=△r

H

m

-T△r

S

Θ

m

=52.28×10?-298.15×(-53.28) =68.165kJ/mol>0 逆反应方向自发 ⑵ △r

H

Θ m

=△f

H

Θ m

(C2H6,g)=-84.67kJ/mol

△ r

S

Θ m

=∑νB

S

Θ m

(B)=(-2) ×

S

Θ m

(石) +﹙-3﹚×

S

Θ m

(H2) +1×

S

Θ m

(C2H6,g) =-2×5.74+(-3) ×130.6+229.5×1=-11.48+(-391.8)+229.5 =﹣173.78J/(K·mol) △ r

G

Θ m

=△r

H

Θ m

-T△r

S

Θ m

=-84.67-298.15×(-173.78) ×10 ?3 =﹣32.86kJ/mol<0 ⑶ △r 正反应方向自发

H

Θ m

=∑νB△f

H H

Θ m Θ m

(B) (C2H4,g)+ (-1) ×△f

= (-1) ×△f

H

Θ m

(H2O,l)+1×△f

H

Θ m

(C2H5OH,l)

=-1×52.28+(-1)×(-285.84)+1×(-227.7) =5.86kJ/mol △ r

S

Θ m

=∑νB

S
Θ m

Θ m

(B)=

S

Θ m

(C2H5OH,l) -

S

Θ m

(H2O,l) -

S

Θ m

(C2H4.g)

=160.7-69.96-219.4 =﹣128.66J/(K·mol) △ r

G

Θ m

=△r

H

-T△r

S

Θ m

=5.86-298.15×(﹣128.66) ×10 ?3 =44.22>0 8 解:△r 逆反应方向自发

G

Θ m

=∑νB△f

G

Θ m

=△f f

G

Θ m

(NH2CONH2,s)+ △ f

G

Θ m

(H2O,l) - △ f

G

Θ m

(CO2,g) - 2 × △

G

Θ m

(NH3,g) =(-196.7)+(-273.13) -(-394.36) -2×(-16.5) =﹣6.47kJ/mol<0 可以自发

第四章 练习题 一、 思考题 1、 浓度、温度、压力均不变的大系统中加入 1molB 而引起系统广延性质状态函数的改 变值 相同:强度性质状态函数 不相同:摩尔量是纯物质,一定是正值,大小只与 T、P 有关。偏摩尔量针对多组分系统, 可能是负值,大小不仅与 T、P 有关,还与组成有关。 2、 多组分系统的广延性质状态函数也可以像纯物质系统那样进行简单加和。 3、 ⑴判断物质传递方向和限度:扩散、渗透、多组分系统相变、化学反应。 ⑵

∑∑ d n α
B

a B

u a =0 B

化学势大小不可测,想知道绝对值从而进行比较,必须设定统一的标准态 标准态一样、压力表示不一样。 5、 逸度因子反映了真实气体在化学势角度与理想气体的差异程度。逸度就是真实气体 经校正后得到的压力。 ① 都反映了真实气体与理气的差异程度,量纲均为“1” ,都可由“Pr””Tr”查图而 得 ② 角度不同 6、 XB,WB,bB,cB 7、 都是稀溶液性质的经验定律:拉乌尔针对溶剂;亨利针对溶质 8、 都是人们假象模型,并不存在。微观特征不同。 9、 △V=0 △H=0 △S=-R∑nBlnXB △G=RT∑nBlnXB 10、蒸汽压介于二者之间,沸点介于二者之间。 11、依数性本质是与溶液中溶质的微粒(质点)数有关,所以加入电解质,发生电离后,质

4、

点数变大,相应的偏差程度会变大。 12、u(B)= u(pg) +RTln(PB/P) 13、若溶液的溶剂严格遵守拉乌尔定律,溶质严格遵守亨利定律,则被称为理想稀溶液。

u =u
B

Θ B

+RTlnXB

= = =

u u u

Θ B Θ B Θ B

+RTlnbB +RTlnwB +RTlncB (pg) +RTln(Kx/

u

B

= = = =

u

Θ

p p p p

Θ

) ) ) )

u u u

Θ

(pg) +RTln(Kb/ (pg) +RTln(Kw/ (pg) +RTln(Kc/

Θ

Θ

Θ

Θ

Θ

14、温度升高,亨利系数变大,氧气在大气中分压不变,则在水中溶解度降低。 15、血水是稀溶液,凝固点比纯溶剂水低,故水先凝固而放热,冻肉因此而解冻。 16、海水净化、纯净水制备。废水处理、分离、提纯。 二、选择题 1、① 有条件的偏微商 “T、P、nc≠nB” 2、③ 零摄氏度,1 个大气压下,水蒸气自发变为水

u
3、②

H2O,g>
?

u

H2O,l
?
B

P <P <P
A

4、② RA>RB XA<XB 5、② 6、尿素水解 质点数多 ∏2>∏1 三、计算题 1、解:

?

?



?

Θ

=RTln(P/

p

Θ

)

=8.314×298×ln(200/100)=1717.32J/mol 2、解:V= m=

∑ n BVB
B

∑ n BVB·ρ=0.4n×MH2O+0.6n×M 乙醇
B

(0.4nVH2O+0.6nV 乙醇) ·ρ=0.4n×MH2O+0.6n×M 乙醇
?6

(0.4VH2O+0.6×57.5×10

)×849=0.4×18×10 ?3 +0.6×46×10 ?3

0.4VH2O=﹣34.5×10

?6



7.2 + 27.6 ×10 ? 3 849
?6

=(40.989-34.5) ×10 =6.489×10 ?6 m 3 /mol VH2O=16.2225×10 3 解: 、CH2SO4=
?6

m /mol

3

0.98m 4 /﹙m/1.84×10 3 ﹚=1.84×10 mol/m 3 -3 98 × 10 0.98m bH2SO4= /0.02m=500mol/kg 98 × 10 -3
X H2SO4=

1 0.98m 0.98m 0.02m /( + )= =0.9 -3 -3 -3 1 98 × 10 98 × 10 18 × 10 1+ 9

1 55.56 55.56 18 × 10 ?3 = = =0.9968 4、解:XH2O= -3 55.56 + 0.18 55.74 60 × 10 1 + 342 × 10 -3 18 × 10 -3
P=

p

? H 2O

·XH2O=101.325×0.9968=101kPa

△P=P- 5、解:

p

? H 2O

=﹣0.325kPa =Kx(O2) ·XO2 = Kx(N2) ·XN2

P P

O2

N2

XO 2 P大气 ? yO 2 Kx(O 2) = · XN 2 P大气 ? yN 2 Kx(N2) XO 2 0.79 4.40 = · =1.907 XN 2 0.21 8.68
6、解:⑴P=

p

?
H 2O

·XH2O=

p

?
H 2O

·

nH 2O n总

1 18 × 10 ?3 =2.339×( ) 1 10 × 10 ?3 + 18 × 10 -3 342 × 10 ?3
=2.339×[55.56/(55.56+0.029)] =2.338kPa

⑵∏=cRT ∏=

n RT V

n=m/M=10×10 ?3 /342×10 ?3 V=m/ρ=(1+10×10 ?3 )/1.024×10 3 ∏=

10 1.024 · ·8.314×293.15××10 3 =72.25kPa 342 1.01

8、解:P1= P2= 5×10 5 =

P P P

? A ? A

·XA+ ·

P
? B ? B

? B

(1-XA)
? B

X

1 A



P

(1-

X

1 A

)

2 3 5 1 7×10 = 3

1 3 2 ? PA + 3
? A



P P
A

(10-7) ×10 5 =

P

?

=3×10 5 Pa

P

? B

=9×10 5 Pa
?

⑵yA=

P X
A

3 × 10 5 ×
A

P

=

5 × 10 5

2 3 =0.4

9、解:PA=P·yA = 0.4×60.5=

P

?

A

·XA

P
?

?

A

·0.6

P

?

A

=40.33kPa

PB=P·yB=

P

B

·XB
?

0.6×60.5=

P

B

×0.4

P

?

B

=90.75kPa

10、解:△P=

P

?

A

? XB

0.01 58.95 ? 56.79 ? M XB= =△P/ P A = 0.01 0.1 58.95 + M 74 (58.95 ? 2.16) × 0.01 × 74 =194.56g/mol=0.19456kg/mol MB= 0.1 × 2.16

11、

解:△ △

T
b

f

=kf?bB

T

=kb?bB
?

?T f

T ? T = ? 4 + 5.5 = kf / kb =5.1/2.6 = ? T T ? T T ? 80.1
f f ?
b

b

b

b

T

b

=80.1+

2 .6 ×1.5=80.8647℃ 5 .1

第五章 一、思考题 1、相数最少(1) 自由度为(0) 2、 dp ?Hm dt T?Vm OC 斜率 dt/dt T>0 凝固放热?Hm<0 水 OC 斜率为负 ?Vm>0 膨胀 二氧化碳 OC 斜率为正 ?Vm<0 收缩 3、可用拉乌尔定律计算得出 4、有气体的二相平衡的单组分系统 L—S 5、二项共存 L—g、L—L 区域 6、 (1)同:用于热敏物质蒸馏,以降低沸点为目的 异:原理不同 (2)是否与水反应或与水互溶 7、较小偏差 纯 A 和纯 B 较大偏差 恒沸物质及某一纯组分 A 或 B 取决于系统组成与恒沸组成关系 8、变为三组分 由系统性质决定,为某温度(压力)下定值 二、选择题 ③ 1、f '=K—O+1 =2+1—O =3—O Omax =3 ① 2、f = K—O+2 K= S—R—R ' S = 3 R = 1 R ' = 1 K = 1 O = 2 f = 1 ④ 3、 65kpa< P 三相 S 相区 气相区 4、P = PA× + PB× 5、① dp/dt 斜率 6、② 大于恒沸组成右半边相图

B

恒沸物 7、③ 汽液不分 8、f ' =K—O + 1 第 3 学期

f ' = 0

K = 2

O = 3



三、计算题 1、 (1) O = 2 L.g K = S = 3 NaCl,KCl, H2O f = K—O+2=3—2+2 = 3 (2)O = 3 S.S.L K = S = 2 (NH4)2SO4 , H2O f ' = K—O+1=2—3+1 = 0 (3) O =2 s.g K =S—R—R ' S=3 NH4Cl ,NH3,HCl R=1 NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g) R '=1 nNH3 :nHCl = 1 : 1 K = 3—1—1=1 f =K—O + 2=1—2+2=1 (4) O =2 s.g K =S—R—R ' S=3 R=1 R '=0 K = 3—1—0=2 f =K—O + 2=2—2+2=2 2、dT/dT =T△V/△H -4 △V=△H×(1/T)×(dT/Dt)=11.66×[1/(273.15+16.6)]×(2.39×10 /1000)=9.618× -8 3 10 m 3、 (1)T=343 lnP=-5959/T+24.65=7.2768 P=1446.4Pa (2) -△H/R=-5959 △H=5959×8.314=49543.126J/mol 4、ln(P2/ P1)=- △H/R[(1/ T2)- (1/ T1)] 5 P1=1.01325×10 Pa T1 =373K T2 =150+273.15 =423.15K 3 5 △H=40.66×10 J/mol P2 =479522.8 Pa=4.795 × 10 Pa 5、(1) ln(P2/ P1) = -△H/R[(1/ T2)- (1/ T1)] T1=373.15K 5 4 P1=1.01325×10 Pa T2=273.15+50=323.15K P2=1.276×10 Pa △ H=-ln(P2/ P1)R×(T1T2) T1-T2) 【 ( / =2.0720×8.314× (373.15×323.15/50) =41.5452J/mol 3 (2)A= △H/R=41.5452×10 /8.314=4997 lnP1=-4997/T1+B B= lnP1+4997/ T1 =11.5261+13.3914

(3) T3 =90+273.15 =363.15K lnP3 =-4997/ T3 +24.9175 P3 =70073.5 Pa 6、W 系统、酚=60/(60+90)=0.4 m 水×(W 系统-W 水)= m 酚(W 酚-W 系统) m 水×(0.4-0.168)= m 酚(0.551-0.4) m 水+ m 酚=150 m 水=59.1384kg m 酚=90.8616kg 化学平衡习题 第六章 一 思考题 1 kθ是平衡压力商 2 不一定 勒夏特原理 ∑VB>0 时 等温加压 Ky 减小 平衡组成变化,但是 K 不变化 3 忽略 S×L=相 V 4 △1Gm=-RT/NKx+RT/n(ΠB×B B) θ V 1Gm=-RT/NKc+RT/nπB(CB/C ) B 组成表示法不同 标准平衡常数不同 5 恒温 判断方向和限速 6 ① 温度 △r Hm>0 T 上升 kθ变大 △r Hm<0 T 上升 kθ变小 ② 压力 ∑VB>0 P 上升 Ky 变小 P 上升 Ky 变大 ∑VB<0 ③ 存在性组分 恒压,总压降低 恒容,总压不变 ④ 反应物投放比例 7 反应产率及速率 正副反应控制选择 8 等压方程式反应 3 温度对标准平衡常数的影响,可知标准温度下 kθ求任意温度下的 kθ 9 不能 不能 二 选择题 1 ③ T 一定 △r Gmθ kθ均为定值 △r Hm 不可能 2 ④ 限度 kθ=JP 3 111-(2) k3θ=k1θ/k2θ ③ 2 4 (P/2)( P/2)=1/4(P/Pθ) ① 5 ① 6 ∑VB (g) <0 增大压力 平衡向右 △r Hm<0 降低温度 平衡向右 三 计算 V 1 解 TP =πB(P/Pθ) B=1

(1) (2) 2

TP<kθ(1000) TP>kθ(1000) k2θ=(k1θ)
∑VB -2

正向 逆向 = 42.72

KP= kθ(Pθ) -4 =4.27×10 Pa

Ky= kθ(P/Pθ) =42.7 3

∑VB

C2H6 C 2H 4 + H 2 a 0 0 (1-0.485)a 0.45a 0.485a (1-0.485)a+0.485a+0.485a=100 kPa 1.485a=100 kPa a=67.34 kPa 2 kθ=(0.485a)(0.485a)/(1-0.485a)=67.34/100 × (0.485) /0.515 =0.3076 4 PNH3=2/3P PCO2=1/3P △ rHm =∑vB△fHm (B)=(-393.51)+(-1)×(-110.52)+(-1) ×(-241.82) =-41.17 J/mol ⊙ ⊙ △ rSm = ∑ vB Sm =(213.7) × (+1)+(+1) × 130.68+(-1) × (188.83)+(-1) × (197.67) =-42.12 J/mol ⊙ ⊙ ⊙ -3 △Gm =△rHm -T△rSm =-41.17-(-42.12 ×298) ×10 =-28.62J/mol ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 3 -RTln k = △ rGm ln k =-1/RT △ rGm =28.62 × 10 /(8.314 × 298) ⊙ 5 k =1.039 × 10 ⊙ 4 6、△H/R=2059 △rHm =2059×8.314=1.712×10 J/mol ⊙ 4 △S/R=4.814 △rSm =4.002×10 J/(mol×K) 2 ⊙ 7、(1) (px/100) /[p(1-x)/100] = k 2 100×1.49×P×(1-x) =(px) Px+p=P 总 2 2 149×(1-x) =px (1+x)p=101.3 149(1-x)= x /(1+x) ×101.3 2 2 149(1- x )=101.3 x 2 x =149/250.3 x =0.7715 =77.15℅ -1 2 ⊙ {[ P 总×(1-x)/(1+x)/100]} {P 总×[x/(1+x)]} = k 2 2 ⊙ ⊙ x /(1-x ) ×P/ P = k 2 2 x /(1-x ) ×202.6/100 =1.49 2 2 149 =149 x +202.6 x 2 x =149/351.6 =0.4238 x =0.6510 =65.10℅ (2) P 总=P ×[1/(5+1)] =101.3 ×(1/6)
⊙ ⊙

x /(1-x ) × P/ P = k
2

2

2





(149+1/6 ×101.3) x =149 2 x =149/165.88 x=0.9478=94.78% 第七章 一、思考题 1、 原电池 化学能→电能 正极=阴极 负极=阳极 电子移动 2、 电解池 电能→化学能 正极=阳极 负极=阴极 电子移动

Λ

m

= k /c

G = 1/ r = k ? A / L

3、离子数很大时,正负离子的静电引力占主导,会降低离子电迁移速率,降低导电能力 K 随 c↑而减小 4、

Λ =Λ
m

∞ m

?A c
强电解质

截距就是

Λ

∞ m

5、错 适用于极稀的电解质溶液 6、测可逆电池电动势 I 存在是有极化产生 7、 k
+



cl

?

电迁移速率一样,饱和溶液浓度最大,效率最高

8、正负极设计反了 9、不是 有时会阻止金属腐蚀。 会改变电极反应顺序 10、①细小原电池放电 发生电化学反应 ② 化学反应 二、选择题 1、① ②

Λ =Λ
m

∞ m

?A c

Λ
2、

∞ m ( NH 4Cl )

= NH 4Cl + NaOH ? NaCl

=1.499+2.487-1.265 = 3、③ 4、④ 5、
θ ? z1?1θ F = ? r Gm (1) θ θ ? z 2? 2 F = ? r Gm ( 2)

2.721×10

?2

s ? m / mol
2

θ θ ? z3? 3 F = ? r Gm (3)

(3)=(1)+(2)
θ θ θ ? r Gm (3) = ? r Gm (1) + ? r Gm (2) θ θ θ ? z3? 3 F = ? z1?1 F ? z 2? 2 F θ ?3 =2×(-0.439)+1×(0.770) θ ?3 =1/3 ×(-0.108)=-0.036

3

6、 阳极上极化电极电势最小的电极优先反应 阴极上极化电极电势最大的电极优先反应 7、
θ θ E θ = ? Cu 2+ / Cu + ? Zn 2+ / Zna

=0.3402+0.7628 =1.103V
θ θ 8、 ? ZE F = ? RTLnK ④

三、计算题 1、 It = ZnF n=m/M=0.03/64 Z=2 F=96485 c/mol t=3600s I=(2×0.03×96485)/(64×3600)=0.02513 A 误差=(0.02513-25)/0.02513 ×100%=0.517% 2、 It = ZnF n=It/ZF =(0.2×30×60)/(1×96485) =0.003731 mol

3、解

G=K?

A 1 = L R

K1 ?

A 1 = L R1

L 0.14114 A

=1/525

Λ m ( NH 3 ?H 2O ) =

K NH 3 ?H 2O C

=(

1 L ? )/C R2 A

1 1 =0.14114×525× 2030 × 100

=3.6502× 10

?2

α=

Λm 3.65017 × 10 ?4 = ∞ Λ∞ Λ m + + Λ∞ OH ? m m
NH 4 ?4 ?4

=(3.65017× 10 )/(271.4× 10 )=0.0134

L 1 =K R A (2) 1 L R= ? K A G= 1 ? 0.14114 × 525 ?4 = 2 ×10
=3.705× 10
?5

Cl2 + 2e → 2Cl ? ( a ) H 2 → 2e + 2 H + ( a )
4、(1)

H 2 ( p ) + Cl2 → 2 HCl ( a )

+ 2+ (2) Cu → e + Cu

Fe 3+ + e → Fe 2 + Fe 3+ + Cu + → Fe 2+ + Cu 2+
? ? (3) 2OH + H 2 → 2 H 2O + 2e

1 O2 + 2e + 2 H 2O → 2OH ? 2 1 H 2 + O2 → H 2O 2
? 5、(1) AgCl + e → Ag + Cl

正极 负极
? (a )

Ag → e + Ag +
Ag ( s )
│ Ag
+ (a )

││ Cl



AgCl( s )



Ag ( s )
负极 正极

+ + (2) Pb + H 2O → 2 H + PbO + 2e

2e + HgO + 2 H + → Hg + H 2O
Pb(s )


PbO( S )

│H

+

(a )



HgO( S )



Hg(l )

(3)

Ag 2O + H 2O + 2e → 2 Ag ( s ) + 2OH ?

正极

1 2OH ? → 2e + H 2O + O2 2

负极

Pt │ O2 ( p , g ) │ OH ? │ Ag 2O( S ) │ Ag (S )

1 A = k KCl ? R L 6、 KCl

k KCl

S
=0.14114

m

1

k HCl

= k HCl ?

A L

k KCl RHCl = k HCl RKCl k HCl = RHCl ? k KCl RKCl
150 = 0.4119 s m 51.4

k HCl = 0.14114 ×
7、

Λ∞ ( AgCl ) = Λ∞ ( KCl ) + Λ∞ ( AgNO 3 ) ? Λ∞ ( KNO 3 ) m m m m
= =

149.9 × 10 ? 4 s ? cm
2

2

mol

+ 133.4 × 10 ? 4 s ? cm

2

mol

? 145.0 × 10 ? 4 s ? cm

2

mol

138.3 ×10 ? 4 s ? cm
lg r+ = ? A
?

mol

8、

│ Z+ ? Z? │ I

I=

1 ∑ bB ? Z B2 2

A=0.509

?m ? ? kg ? ? ?

?

1 2

(1)

I=

1 ∑ bB ? Z B2 2

1 = 2 ×(0.005×1+0.005×1)

lg r+
r+
?

0.01 2 ? =-0.509│1×1│

=0.9204

(2)

I=

1 ∑ bB ? Z B2 2

1 (0.001× 4 + 0.001× 4) =2
=0.004

lg r+
?

=-0.509│2×2│ I =-0.1288

r+
?

=0.7434 失e 负极

9、阳

Zn → 2e + Zn 2+

2 H + + e → H 2 ( pθ )
Zn( s )
10、阴
?1 ?1 θ │ ZnSO4 (b = 0.1mol ? kg ) ││ HCl (b = 0.01mol ? kg ) │ H 2 ( p , g ) │ Pt

还原反应

得e

MnO4 + 5e + 8 H + → 4 H 2O + Mn 2+
11、
? (1)正: AgBr + e → Ag + Br

负:

1 H2 → e + H + 2 AgBr(s ) + 1 H 2 ( g ) → Ag (+s ) + HBr(a ) 2

电池:

E = Eθ ?

RT a HBr ln 1 ZF 2 aH 2
Ag Br Ag

θ E = ? Br ? (Br ?

) ? 0 ? ZF ln

RT

a HBr
1 2 aH 2

a HBr = (bHBr ? r+ ) 2
?

E = 0.0715 ?

8.314 × 298.15 (0.5 × 0.79 ) ln 1 1× 96485 ? 101325 ? 2 ? ? 5 ? 10 ?
?

2

=0.1194v (2) Cl2 + 2e → 2Cl 正 负

Zn → Zn 2 + + 2e
Zn + Cl 2 = ZnCl 2

E = Eθ ?

RT aZnCl2 ln ZF aCl2
?

aZnCl 2 = a 3 = 0.00008467 +
a + = b + r+ = 0.002 × 0.04 2 3 × 0.642 = 0.02038
? ? ?

(

)

1

E=1.3595-(-0.7626)+0.1413 E=2.2634V (3)

1 H 2O + O2 + 2e → 2OH ? 2 2OH ? + H 2 → 2e + 2 H 2O 1 H 2 + O2 = H 2O 2 RT 1 E = Eθ ? ln 1 ZF 2 aH 2 ? aO2 E = 0.401 ? ( ?0.8277) ?

正 负

8.314 × 298.15 100000 ln 2 × 96485 50663

=1.2287-0.0087=1.22v (4) 正 负 电池

Cd 2+ + 2e → Cd

2 Ag + 2 I ? → 2e + 2 AgCl
2 Ag ( s ) + CdI 2 → 2 AgI ( S ) + Cd ( s )

E = Eθ ?

RT 1 ln ZF aCdI 2

E = ?0.4028 ? (? 0.1521) ?
=-0.2507-0.007 =-0.2577v (5) 正 负 电池
θ E = ? Cl ?

8.314 × 298.15 1 ln 2 × 96485 0.58

HgCl 2 + 2e → 2 Hg ( s ) + 2Cl ?

H 2 → 2e + 2 H +
H 2 + Hg 2Cl2 = 2 Hg (l ) + 2 HCl

Hg 2 Cl 2 Hg

?

2 RT a HCl ln ZF aH 2

2 a HCl = bHCL = 10 ? 4

(

)

2

= 10 ?8

aH 2 =

P = 1.01325 Pθ

8.314 × 298.15 10 ?8 E = 0.2676 ? ln 2 × 96485 1.01325
=0.2676+0.4734=0.741

(

)

2

(6) 正:

H+ +e→

1 H2 2

1 H 2 (Pθ ) → e + H + 负: 2 1 1 H 2 (Pθ ) → H 2 (386.6 Pθ ) 2 2
RT (386.6 × Φ ) ln 1 ZF 12

电池

E=?

=-0.0796V 12、(1) 正极 负极 电池 (2)

2 AgCl + 2e → 2 Ag + 2Cl ? Pb + 2Cl ? → 2e + PbCl2
Pb + 2 AgCl → PbCl 2 + 2 Ag

? r Gm = ? ZEF
=-2×0.4900×96485

kg
=-94.56

mol

? ?E ? ? r S m = ZF ? ? ? ?T ? P
=2×96485×(-1.86× 10 )
?4

J
=-35.89

(k ? mol )

? r H m = ? r Gm + T? r S m
=-94.56+(-35.89×298.15× 10 )
?3

KJ
=-105.26 13、正极 负极 电池

mol

2 Hg 2 SO4 + 2e → 2 Hg + SO4 ?

H 2 → 2e + 2 H +
H 2 + Hg 2 SO4 ( S ) = H 2 SO4 ( a ) + 2 Hg (l )
RT 1× a H 2 SO4 ln ZF 1× 1

E = Eθ ?

E = 0.6258 ? 0 ?

8.314 × 298.15 ln a H 2 SO4 = 0.6960 2 × 96485

a H 2 SO4 = 0.004233
a + = 0.1618
?

b + = 0.5 × 12
?

(

)

1 3

= 0.7937

r+ =
?

a+
?

b+
?

= 0.2034

14、

→ AgCl← Ag + + Cl ?

AgCl + e → Ag + Cl ? Ag → e + Ag +
Ag ( s )
│ Ag ││ Cl │
+
?

正 负

AgCl( s )



Ag ( s )

θ E = ? Cl ?

Ag Cl Ag

??θ + Ag

Ag

?

RT ln a Ag + ? aCl ? ZF

E θ = 0.2225 ? 0.7994 = ?0.5769V
θ ? r Gm = ? ZE θ F = ? RT ln K SP

ln K SP = ?22.455
K SP = 1.7698 ×10 ?10
+ [ Ag ]=

K sp

=

1.33.3 × 10 5 mol

kg

15、不同浓度甘汞电极的电极电势

Et
KCl 溶液浓度

V

E298.15 K

V

0.1 mol

L

0.3335 ? 7 × 10 ?5 (t ? 25) 0.2799 ? 2.4 ×10 ?4 (t ? 25) 0.2410 ? 7.6 ×10 ?4 (t ? 25)
1 k1 E 1 1 =- a ( - ) k1 R T2 T1

0.3335

1 mol

L

0.2799

饱和 15.解:㏑

0.2410

1 k1 160 * 10 3 20 ㏑ =×() k1 8.314 373.15 * 393.15

K 1 =13.79K1 1 ㏑
1 k2 E 1 1 =- a ( - ) k2 R T2 T1



1 k 2 100 * 10 3 20 =×() k2 8.314 373.15 * 393.15

K 1 =5.15K2 2
1 1 k 2 13.79 k 2 1 13.79 =× = * =0.5355 k2 5.15 k 2 5 5.15

醌氢醌电极电势 φ=0.6993-0.0592PH ⑴ φ甘汞=φ醌氢醌 0.3339=0.6993-0.0592PH PH=6.17

φ甘汞-φ醌氢醌>0 PH>6.17 ⑶ φ醌氢醌-φ甘汞>0 PH<6.17 16、Φ摩尔甘汞=0.2799V + 2 + ΦH / H2=-RT/ZF ㏑ a H2/a H =-PH× ㏑ 10 × RT/F = -0.0592PH﹤0 甘汞电极做正极 + ΦH /H2=φ甘汞-E =0.2799-0.487 =-0.2.71V =-0.0592PH PH=3.498 2 + 17、 Pt/O (1atm)/ H / H2(1atm)/Pt + 负 H2O→1/2 O2 +2 H +2e + 正 2 H +2e→H2 θ E=E -RT/ZF ㏑ a H2×a O2/a H2O 3/2 =1.229-8.314×298.15/2×96485 ㏑(1.01325) 、 =1.229-0.00025 =1.229V 18、设计原电池 Zn(s)/ZnSO4(a)//CuSO4(a)/Cu(s) θ θ θ E =φ + - φ -=1.1028V θ θ -RT ㏑ K =-Z E F θ ㏑ K =2×1.1028×96485/8.314×298.15 θ ㏑ K =85.85 θ 37 K 1.924×10 19、根据题意, 阴极 2+ + ΦZn /Zn ≥ΦH /H2 -η 2+ θ 2+ 2+ ΦZn /Zn =φ Zn /Zn – RT/ZF ㏑ a Zn /a Zn -4 =-0.7628 – 8.314×298.15/2×96485 ㏑ 1/10 =-0.7628 - 0.1183 =-0.8811V 2+ + ΦZn /Zn +η ≥ ΦH /H2 + 0.72 + (-0.8811) ≥ ΦH /H2 + -0.1611 ≥ ΦH /H2 + 2 + ∵ ΦH /H2 = -RT/ZF ㏑ a H2 / a H 2 + = -RT/ZF ㏑ a H2 + ㏑ a H =-RT/ZF ㏑ a H2 + [PH× (-RT/F×㏑ 10)] =-0.00017 + (-0.0592PH) ∴ (-0.00017) + (-0.592PH) ≤ -0.1611 -0.592PH ≤ -0.1611 2.718 ≤ PH



第八章 一、思考题 1、反应级数是宏观性质与微观粒子无关。不是。不是。 2、错 基元反应 对 错 错 n=1/2+3/2 n=1+1 对 3、不适用 只适用于基元反应 4、若一级 t 1 = ㏑ 2/k
2

t3=
4

1 1 ㏑ =2 ㏑ 2/k K 1? x

若二级 t 1 =
2

1 1 x t3= =3/k C A.O kc A.O 4 kc A.O 1 ? x

6、基元反应分子数等于总级数,只能是 1,2,3 7、t?=㏑ 2/k=8h

1 1 ㏑ =24h k 1? x 1 ㏑ =3 ㏑ 2 1? x
tx= x=7/8 8、不对 有时候扩散决定反应速率,不是反应步骤 9、不对 V 正 =V 反 K 1 C A =K ?1 C Y 固体催化剂催化液体

10、不对 11、 改变反应历程,改变活化能值,改变反应速率 12、 不能。催化剂不能改变始末状态,不能改变△G 不能改变标准平衡常数 13、①、外扩散 ②、内扩散 ③、吸附 ④、反应 ⑤、解吸 ⑥、内扩散 ⑦、外扩散 14、不对 E a + ,E a ? 15、不能,能,能 16、不对 △U<0 △U=︱E a + - E a ? ︱ 17、不对 能量降低 混乱程度增加 18、搅拌 19、①、条件温和 常温常压 ②、高催化活性 ③、高度专一性 20、先速率随温度升高而变大,后速率随温度升高而降低 二、选择题 1、K a /1=K b /2 K b =2 K a ③

2、t 1 =㏑ 2/k=㏑ 2/6.93=0.1min
2



3、零级 t 1 =C A.O /2k
2



若一级 t= t 7 =1.5 t 3
8 4

1 1 ﹒㏑ t 7 =3 ㏑ 2 K 1? x 8

t 3 =2 ㏑ 2
4

5、② 6、② 7、④ 8、③ 9、① 10 11、④ 12、② 三、计算题 1、kt=㏑

1 1? x 1 1 k=1/t ㏑ = ㏑ 1/(1﹣0.4)=1.7×10 ?4 s ?1 1 ? x 50 × 60 1 1 1 1 t 0.8 = ㏑ = ㏑ =9.47×10 3 s ?4 K 1 ? x 1.7 × 10 1 ? 0 .8 2 K
t 0.999 =

2、证:t 1 =㏑
2

1 1 1000 ㏑ =㏑ K 1 ? 0.999 K

100 t 1 =t 0.999
2

t1 =
2

1 C A.O K

t 0.999 =

1 x 999 = kc A.O 1 ? x kc A.O
2

t 0.999 =999 t 1

3.(1)㏑

k2 Ea 1 1 =﹣ ( ? ) k1 R T 2 T1 ln 2 ln 2 ?1 k 1 = 1 = 370 =0.00187 min t
2

T

1

=600K

T

2

=650K
5

Ea =2.77×

10
5

2.77 ×10 k2 ? 50 ㏑ =﹣ ( )=4.2714 k1 8.314 600 * 650

k
(2)

2

=0.1339 =

min

?1

t

0.75

1 1 ln 4 ln 4 ln = = =10.35min k 1? x k 0.1339
所以 n=1

4.(1)k 单位 (2)㏑

S

?1

k2 Ea 1 1 =﹣ ( ? ) k1 R T 2 T1
1

T T

=90+273.15K =363.15K =70+273.15K =343.15K
?4
?1

2

k =3.11×10 S
1

k
ln

2

=1.71×

10 S

?5

?1

31.1 Ea 20 = ( ) 1.71 8.314 363.15 * 343.15
Ea =1.5026×

10 J/mol

5

T
ln

3

=50+273.15=323.15K

k3 Ea 1 1 =﹣ ( ) ? 1.71* 0.00001 R T3 T 2 k3 1.5026 *100000 20 ln = ﹣ ( ) 1.71* 0.00001 8.314 323.15 * 343.15

k

3

=6.57×

10 S

?7

?1

d
5.

V

=﹣ dt = A
'

ca

k c
A

'

2 A

k =k
A

B

×2×

1 3 = k B =0.4d m mol ? s 2

/

t

0.9

=

1

k c
A

1


A? 0

1 ) 1? x

=

1 0.9 × =112.5s 0.4 * 0.2 0.1
1 1 ? x1
1

6. k

t
1

1

=ln

t =35min x =0.3
K=

1 1 ?2 ×ln =1.02×10 35 1 ? 0.3
2

min

?1

K

t

=ln

1 1 ? x2

t
1-

2

=5×60=300min =0.0469

x

2

x =0.9531=95.31%
2

7. Aa+bB→P

c

A? 0

/c
t

B ?0

≠a/b

a=b=1

V=﹣
x

d cA

d

=

dx =k c A cB =k( c A?0 -x)( dt

c

B ?0

-x) x……反应掉浓度 x=

c

A? 0



c

A

t dx = ∫ kdt ∫ 0 ( c -x)( c -x) 0 A ?0 B? 0


1 ( cA?0-x)(

M N — cB?0-x) (cA?0 -x) (cB?0 -x)
= M(

c

B ?0

-x)—N(

c

A?0

-x )

=

( c A?0 -x)(

c

B ?0

-x )

M( (M

c c

B ?0

-x)—N( -x)—(N

c c

A? 0

-x)=1 -x)+(M+N)X=1

B ?0

A? 0

M=N M=N=

1 cB?0 ? c A?0

∫0 c
kt=

X

t 1 1 1 [ — ]dx= ∫ kdt 0 ? ? x c B?0 ? x B ?0 c A?0 c A?0

1 c ? x —ln cB?0 ? x ] [ln A?0 c A?0 ? cB?0 c A?0 c B?0 1 c ? c B ?0 ln A c A?0 ? cB?0 c B c A?0

kt=

解:

t

1 2

(A)时

X

A

=0.5X A ? 0

X

B

=0.5

X A?0

t

1 2

? A=

1 1 ( ) K 0 .4 ? 0 .6

ln

(0.4 ? 0.2) 0.6 * (0.6 ? 0.2) 0.4 *

t t

1 2

? A=

1 1.5 *10
?4

(—

1 3 )×ln =9589s 0.2 4

1 2

? A =159.82min
(t 1 )

8.

2

3 1

=(

(t 1 )
2

c c

A?0 A?3

)

n ?1

9.45 0.05 n ?1 =( ) 37.03 0.2 37.03 ln 9.45 = 1.36857 =0.9852 n—1= ln 4 1.3863

n=1.9852 9、解:v=-

d cA dt

=k

c

2 A

kt=

1 x ﹙ ﹚ C A.0 1 ? x
x=0.25

t=10min k=

1 x 1 0.25 ﹙ ﹚= × =0.033dm?/﹙mol·min﹚ tC A.0 1 ? x 10 × 1 0.75

10、解:

v

A

=-

d cA dt

=k A

c

2

A

v

A, 0

=

kA c A,0 2 =50mol/(dm?·s)

kA=50/4=12.5 dm?/﹙mol·s﹚
ky 2
=

kA 1

ky=2kA=25 dm?/﹙mol·s﹚

11、解:ln

E 1 R2 1 80000 ? 10 =- a ( - )=- × R1 R T2 T1 8.314 293.0 × 303.0

R2 =2.956 R1
12、解:ln

C A, 0 CA

=kt

ln

1 =kt 1? x

C A, 0 CA

=

e

? kt

反应间隔 t 相同

C A, 0 CA

有定值
? kt

每单位时间内转化率为定值 13、解:⑴x=1- lnk=

x=1- e

e

? kt

一级反应

? 8938 + 20.44 30 + 273.15
?4

k=1.181×10

h ?1

x=1.181×10 ⑵t=

?4

1 1 1 1 ln ln = ?4 k 1 ? x 1.811 × 10 1 ? 0 .3

t=3020.11h ⑶kt=ln

1 x=0.3 t≥2×365×24 1? x 1 1 ?5 ?1 ln =2.036×10 h k≤ 2 × 365 × 24 1 ? 0.3
lnk≤-10.80 -

8938 + 20.44 ≤ ?10.80 T

T≤286.11K(12.96℃) 14、解: k1 + k ?1 )t= ln (

C A, 0 ? c A,e C A ? c A, e

C A, 0 ? c A, e C A,e

=

k1 k ?1

c
c
c

A

= c A,o ? c A
? c A,e =
=

c

A

=

1 2 c A,o

A,o

k1 k ?1 c A,e

A,e

1 4 c A,o

( k1 + k ?1 )t= ln

C A, 0 ? 1 C A, 0 2

1 4 c A, 0 1 ? c A, 0 4

t=

ln 3 =137.33min k1 + k ?1 k1' E 1 1 160 × 10 3 ? 20 =- a ( - )=- ( ) k1 R T2 T1 8.314 373.15 × 393.15

15、解:ln

k1' =13.79 k1
ln
' k2 E 1 1 100 × 10 3 ? 20 =- a ( - )=- ( ) k2 R T2 T1 8.314 373.15 × 393.15

' k 2 =5.15 k 2

k1' 13.79 k1 1 13.79 = × = × =0.5355 ' k 2 5.15 k 2 5 5.15


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